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华中数控8型数控系统连接调试与PLC编程13、国标GB5226与电气柜的设计3.1国标GB5226-1《工业机械电气设备》第一部：通用技术条件是指导电气设计的基本原则。
3.2根据《国标》电气柜的设计应满足下列要求：a)电气柜应具有IP54（IP65）的防护等级；b)各电气部件应安装在无漆的镀锌板上；c)强电部件，如驱动器、变频器与弱电部件的安装位置间距应大于200mm；d)主轴电机或变频电机的动力电缆应采用屏蔽电缆，且在电柜中应与信号电缆分开布线；e)伺服电机动力电缆的屏蔽喉箍应与屏蔽连接架连接；f)伺服电机的信号电缆的屏蔽网应压在功率模块上部；g)电气设计时，三相四线制的N（零）线一定不能进入电柜，更不能用一根火线和N（零）线作为电柜内的AC220V电源使用。
电柜内所有所需AC220V电源必须采用火线电压用隔离变压器提供AC220V电源。
而且电柜只允许进真真正正的PE即大地。
不可进PEN或N（零）线。
否则将会出现如烧驱动器、电机或系统等不可预测的重大事故；h)控制指令线、码盘线必须按照华中数控的要求进行焊接，必要时采取指令信号和反馈信号分别分开用双绞屏蔽线即分别两根双绞屏蔽电缆焊接使用；动力电缆也要采用屏蔽动力电缆；i)指令电缆、码盘电缆及主轴指令电缆（包括主轴模拟指令电缆）中间不得中断转接，必须从系统直接到相应装置；j)电气设计及电柜配线（包括接地等）必须按照华中数控《电磁兼容设计》的要求进行（如续流二极管、单相或三相灭弧器、配线尽可能强弱的分开并尽可能交叉走线等）。
4、第一次通电通电前必须确认24VDC回路无短路；确保各部件的连接正确无误；4.1脱机调试为了防止出现意外，驱动、电机在和执行机构连接之前最好经过脱机调试。
在调试大型机床时，本环节尤为重要。
具体步骤：a)将驱动、电机放置于平坦、安全的位置（如地面）；只连接驱动和电机，将驱动设为内部使能（详见《HSV-180（160）UD（S）交流伺服驱动单元使用说明书》），检测运转情况；b)检测动力线的U、V、W的相序是否正确；c)检查数控系统能否正确控制驱动和电机的动作，驱动和电机的工作状态是否平稳且达到设计功率；（4）调试PLC，检查急停点位；4.2分步上电原则为了确保调试人员的安全和机床的完好无损，同时为了更方便对遇到的故障进行诊断，在调试前期过程中应该遵循“分步通电”原则：a)数控系统上电，其他部件保持断开，不通电。
模块三数控系统PLC编程项目五认识数控机床用PLC一、PLC基本结构数控机床所受到的控制可分为两类：数字控制和顺序控制。
数字控制主要指对各进给轴进行精确的位置控制，包括：轴移动距离、插补、补偿等。
顺序控制主要指以CNC内部和机床各行程开关、传感器、按钮、继电器等的开关量信号状态为条件，并按照预先规定的逻辑顺序对诸如主轴的起停、刀具的转换、工件的夹紧松开、液压、冷却、润滑系统的运行等进行的控制。
与“数字控制”比较，“顺序控制”的信息主要是开关量信号。
PLC控制的范围包括全部顺序控制和简单的数字控制（如：轴点动）。
HNC-8型数控系统PMC采用内置式软PLC实现对机床的顺序控制。
PLC用户程序是用户根据机床实际控制需要，用PLC程序语言梯形图进行编制的。
HNC-8型数控系统PLC用户程序通过数控系统梯形图编辑界面进行在线编辑或通过计算机用华中数控梯形图-【LADDER】专用软件进行编辑。
通过编译将PLC用户程序翻译成数控系统能接受的文件，数控系统进行正常调用执行。
图3-1梯形图运行监控与在线编辑修改图3-2计算机用华中数控梯形图-【LADDER】专用软件梯形图是沿用电气控制电路（特别是继电器逻辑电路）的符号所组合而成的一种图形，梯形图的编辑就是根据机床实际控制要求，采用类似于设计继电器逻辑电路的方法，进行机床顺序控制的梯形图设计与编制。
程序编辑方式是由左母线开始至右母线结束，一行编完再换下一行，一行的接点个数由系统决定，相同的输入点可重复使用。
梯形图程序的运作方式是由左上到右下的扫描。
线圈及应用指令运算框等属于输出处理，在梯形图形中置于最右边。
但同一个输出不可重复。
图3-3HNC-8型数控系统PLC梯形图结构二、PLC工作原理图3-4数控系统梯形图寄存器图3-5PLC接口信号PLC接口信号负责组织PLC和NC之间的信息交换，如图3-5。
◆X寄存器:机床到PLC的输入信号。
◆Y寄存器:PLC到机床的输出信号。
模块四HNC-8数控系统特殊应用项目九C/S轴切换和刚性攻丝一、C/S轴的参数设置1)将通道参数中的”C坐标轴轴号”设为-2。
2)修改轴参数中将主轴所对应的逻辑轴，将显示轴名设为C，修改此轴电子齿轮比等参数。
3)将工位显示轴标志中加入主轴的显示。
4)在G代码中使用STOC将主轴切换成C轴，使用CTOS将C轴切换成主轴。
根据轴号可以查看主轴工作在哪个模式下，也可在PLC中做判断以控制主轴工作。
以轴5为C/S轴切换为例，有如表4-1。
G402.9切换到位置控制G402.10切换到速度控制G402.11切换到力矩控制图4-1C/S轴切换轴配置图4-2C轴坐标轴号设定-2图4-3主轴逻辑轴号、轴参数及显示轴名设定图4-4主轴加入显示轴标志图4-5G代码中使用STOC/CTOS将C轴/S互切二、调整驱动参数和刚性攻丝相关的伺服参数有：8STA-8是否允许模式开关切换功能0：不允许1：允许序号名称范围缺省值单位PA--0位置控制比例增益10～20002000.1Hz①设定C轴模式下位置环调节器的比例增益。
②设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。
但数值太大可能会引起振荡或超调。
序号名称范围缺省值单位PA--42位置控制方式速度比例增益25～5000450①设定C轴模式下速度调节器的比例增益。
②设置值越大，增益越高，刚度越大。
参数数值根据具体的主轴驱动系统型号和负载值情况确定。
一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。
③系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。
项目十PMC轴配置一、PMC轴简介PMC轴是伺服轴不是由CNC控制，而是由PMC相关信号控制。
PMC轴在使用中需要在PMC中给出轴运动三要素：运动方式、运动位移、运动速度。
华中8型系统软件对于PMC 轴已经做成了标准的功能指令AXISMVTO、AXISMOVE，8型软件PMC轴必须设置在一个没有使用过的通道中，并且置此通道为PMC模式。
湖南工业职业技术学院毕业设计课题名称华中8型系统主轴控制的连接与调试系（院）名称机械工程系专业及班级数控技术S2014- 学生姓名学号指导教师李平化刘瑞已完成日期年月日湖南工业职业技术学院毕业设计任务书系（院）名称机械工程系专业及班级数控技术S2014-学生姓名学号设计题目华中8型系统主轴控制的连接与调试指导教师（签字）李平化刘瑞己教研室主任（签字）龙华系主任（签字）2016 年 11 月 15 日湖南工业职业技术学院毕业设计任务书课题简介(包括课题背景、价值、目的和意义、对学生知识和能力的要求、应具备的条件等)华中8型数控系统是全数字总线式高档数控装置，采用模块化、开放式体系结构，基于具有自主知识产权的NCUC工业现场总线技术。
支持总线式全数字伺服驱动单元和绝对值式伺服电机，支持总线式远程I/O单元，主要应用于全功能数控铣床、铣削中心。
本课题将从阅读华中8型系统主轴控制的连接与调试相关资料开始，了解华中8型系统各个模块的连接方法，根据数控铣床的工作要求，设计外围电路，将数控系统与外围电路安装起来，根据系统调试流程，完成系统调试工作。
课题目标和任务1、理解华中8型主轴的连接，绘制其主轴控制系统电气原理图。
2、掌握华中8型系统调试要点，撰写主轴控制系统调试报告。
（要求1.5万字）3、熟悉系统参数含义，学会配置相关参数、修改数控系统PLC程序，满足功能需求。
实施步骤和方法1、以一种驱动器为研究对象，查找资料，在老师的指导下掌握系统连接方法，完成系统电气连接；2、参照系统的连接调试手册，理解各个接线柱含义，并对它的参数进行试调从而得出合适的参数，完成主轴驱动器的连接和调试。
3、撰写调试报告，完成答辩。
进程安排（整个毕业设计的时间安排，还包括实习时间及地点、方式等方面的安排等）第一周：1、阅读华中8型系统相关手册，掌握系统连接方法；2、绘制主轴控制系统电气原理图。
第二周：1、完成系统电气连接；2、制作线缆；3、撰写连接调试报告。
浅谈华中数控系统连接与参数设置
浅谈华中数控系统连接与参数设置
摘要：数控机床的性能在很大程度上是由数控系统软件的运行性能决定，在系统中对参数设置不同的值可以改变系统的运行状态。
为了使数控机床运行良好，都会根据机床以及系统的配置和测试性能对数控系统的连接进行测试，对数控参数进行设置。
关键词：数控系统连接参数设置
数控机床的性能在很大程度上是由数控系统软件的运行性能决定，在系统中对参数设置不同的值可以改变系统的运行状态。
为了使数控机床运行良好，在数控机床生产过程中、生产完成以后都会根据机床以及系统的配置和测试性能对系统参数进行设置。
1、华中数控系统的基本知识
华中数控作为国家重要数控装备制造企业，通过自主创新，重点突破了数控系统的关键单元技术；攻克了规模化生产工艺和可靠性关键技术，形成了系列化、成套化的中、高档数控系统产品如HNC-8、HNC-210、HNC-21、HNC-18/19等高档、中档、普及型数控系统，以及全数字交流伺服主轴系统、全数字交流伺服驱动系统等产品，充分满足各类用户的不同需求。
2、华中数控系统的连接
本次选用华中数控股份有限公司生产的“世纪星”系列数控单
元HNC-21TD采用先进的开放式体系结构，内置嵌入式工业PC，配置8.4//彩色TFT液晶显示屏和通用工程面板，集成进给轴接口、主轴接口、手持单元接口、内嵌式PLC接口于一体，采用电子盘程序存储方式以及USB、DNC、以太网等程序交换功能、具有低价格、高性能、配置灵活、结构紧凑、易于使用、可靠性高等特点。
除标准机床控制面板外，标准配置具有40路开关量输入和32路开关量输出接口；最大联动轴数为3轴的进给轴控制接口；主轴控制与主轴编码器接口；手持单元接口；内置RS232通讯接口；内置USB2.0接口；以太网接口等。
3、华中数控系统的参数设置
1）常用名词
部件：HNC-21数控装置的控制接口或功能单元。
权限：HNC-21数控装置设定了三个层次的权限：CNC制造商、机床制造商、用户，不同级别的权限，可以修改不同的的参数。
CNC制造商是最高权限级别，机器制造商的权限是其次，用户权限是最低水平。
限制权限密码保护，以防止误删或修改重要参数造成的故障和事故。
主菜单与子菜单：一个菜单中，选中某项按下Enter键后会出现另一个菜单，则前者称为主菜单，后者称为子菜单。
菜单可分为两种：图形按键式菜单和弹出式菜单。
参数树：各级参数组成参数树。
窗口：显示和修改参数值的区域。
2）参数详细说明
数控系统的正常运行，必须确保各种参数正确设置，参数设置不对可能会导致严重后果。
因此必须熟悉参数含义和功能，华中数控装置设置了三个不同级别的权限，它允许用户修改的参数允许不同层次的功能性和熟悉的设置的参数的理解。
限制权限密码保护，以防止误删或修改重要参数造成的故障和事故。
查看和备份参数则不需要密码。
（1）CNC单元参数权限
HNC-21型数控装置，设定了三个层次的权限：CNC制造商、机床制造商、用户，不同级别的权限，可以修改不同的的参数。
CNC制造商是最高权限级别，机器制造商的权限是其次，用户权限是最低水平。
（2）参数查看与设置
① 主操作界面中，按下F3键可以进入参数功能子菜单。
其显示的命令行与菜单条。
② 在参数功能子菜单中，按下F1键，系统会弹出参数索引子菜单。
③ 使用↑、↓键选择需要查看或设置的选项，按下Enter键会进入下一级菜单。
如果选择的选项在下一级菜单，如坐标轴参数，系
统会弹出一个坐标轴参数选项菜单，显示坐标轴参数菜单。
④ 同上选定选项，直到最后一级菜单，菜单窗口将显示参数块参数名称和参数值，例如在坐标轴参数菜单中选择轴0会显示在轴参数轴0窗口，使用↑、↓、←、→、PGUP、 PGDN等按键使蓝色光标键移动到要查看或设置的参数。
⑤ 继续使用↑、↓、←、→、PGUP、PGDN键和其它键，在该窗口中的蓝色光标条移动到其他的参数来查看或设置，重复步骤⑥，直到完成窗口参数的修改。
⑥ 按下Esc键或者F1键，退出该窗口。
如果窗口参数被修改时，系统将提示是否保存修改后的值，按“Y”保存未保存的文件，按“N”取消；然后，系统会提示是否修改存储的值作为默认值，按“Y”键确认，按“N”取消。
⑦ 系统返回参数索引菜单。
其它的菜单或窗口可以继续进入，查看或修改其它参数，按下Esc键将最终返回参数功能子菜单。
如果参数已更改，将需要重启系统，使新的参数生效。
（3）PLC地址定义
在PLC程序中，数控机床输入开关量信号定义为X（即各接口中的输入信号）；输出开关量信号定义为Y（即各接口中的输出信号）。
在数控系统中硬件配置参数和PMC系统参数里设置可以将各个接口
中的I/O（输入/输出）开关量分别定义为PLC程序中的X、Y变量。
（4）与手摇单元相关的参数设置
手摇单元上的坐标选择输入开关量与其他部分的输入/输出开关量的参数统一设置，不需要单独设置参数；手摇单元上的手摇脉冲发生器需要设置相关的硬件配置参数和PMC系统参数。
通常在硬件配置参数中部件24被标识为手摇脉冲发生器（标识为31，配置0为5），并在PMC系统参数中引用。
（5）与主轴相关的参数设置
与主轴控制相关的输入/输出开关量与数控装置其他部分的输入/输出开关量的参数统一设置，不需要单独设置参数。
主轴控制接口（XS9）中包含两个部件：主轴速度控制输出（模拟电压）和主轴编码器输入。
需要在硬件配置参数、PMC系统参数和通道参数中设定。
（6）与进给轴有关参数设置
与进给轴控制相关的输入/输出开关量与数控装置其他部分的输入/输出开关量的参数统一设置，不需要单独设置参数。
主轴控制接口（XS30-32）中包含两个部件：各进给轴步进速度控制输出。
需要在硬件配置参数、PMC系统参数和通道参数中设定。
参考文献：
[1]《数控机床及其维护》[M]，刘战术，窦凯，北京：人民邮电出版社，2010
[2]《数控机床电气控制》[M]，杨克冲，陈吉红，郑小年，华中科技大学大学出版社，2008
[3]《数控机床结构原理与应用》[M]，陈子银，陈为华北京理工大学出版社，2008
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